[发明专利]一种小尺寸红外传感器结构及其制备方法

权利要求书

1.一种小尺寸红外传感器结构，具有多个像元结构，每个像元结构具有红外探测区域(S)、与红外探测区域(S)相电连的导电梁(L)、以及用于支撑导电梁(L)并与导电梁(L)电连接的导电支撑孔(Z)；其特征在于，相邻的所述像元结构(X1和X2)之间通过导电梁(L)共同连接至一个导电支撑孔(Z)；

所共同连接至的一个所述导电支撑孔(Z)设置于相邻的所述红外探测区域(S)之间的下方；以所共同连接至的一个所述导电支撑孔(Z)的中心线为对称轴，相邻的所述像元结构(X1和X2)呈镜像对称；所述导电梁(L)与所述导电支撑孔(Z)的侧壁连续为同一层，所述导电梁(L)的层次结构和所述导电支撑孔(Z)的侧壁的层次结构相同；所述导电梁(L)中每一层的水平宽度小于所述支撑孔(Z)的顶部中相应层厚度；

其中，通过在导电梁区域的牺牲层(105)中刻蚀出沟槽(106)，利用沟槽(106)侧壁来形成导电梁(L)，并通过控制沉积导电梁(L)中各个层的厚度，使各层水平方向上的竖直厚度大于在沟槽(106)侧壁的水平宽度，从而得到导电梁(L)中各层的厚度小于相应层的水平方向上的竖直厚度，实现导电梁(L)尺寸的进一步减小。

2.根据权利要求1所述的小尺寸红外传感器结构，其特征在于，所述导电梁和与之相连接的导电支撑孔中，导电支撑孔的侧壁沿所述导电支撑孔的内径方向依次具有第一下释放保护层、第一电连接层、第一上释放保护层，导电梁靠近所述红外探测区域的一侧向外依次具有第二下释放保护层、第二电连接层和第二上释放保护层，导电支撑孔的第一下释放保护层和导电梁的第二下释放保护层相连接，导电支撑孔的第一上释放保护层和导电梁的第二上释放保护层相连接，导电支撑孔的第一电连接层和导电梁的第二电连接层相连接；

或者，所述导电梁和与之相连接的导电支撑孔中，导电支撑孔的侧壁沿所述导电支撑孔的内径方向依次具有第一释放保护层和第一电连接层、或第一电连接层和第一释放保护层，导电梁靠近所述红外探测区域的一侧向外依次具有第二释放保护层和第二电连接层、或第二电连接层和第二释放保护层；导电支撑孔的第一释放保护层和导电梁的第二释放保护层相连接，导电支撑孔的第一电连接层和导电梁的第二电连接层相连接；

或者，所述导电梁和与之相连接的导电支撑孔中，导电支撑孔的侧壁由第一电连接层构成，导电梁由第二电连接层构成，第一电连接层和第二电连接层相连接。

3.根据权利要求1所述的小尺寸红外传感器结构，其特征在于，所述导电支撑孔的侧壁呈阶梯状。

4.一种权利要求1所述的小尺寸红外传感器结构的制备方法，其特征在于，包括：

步骤01：提供一半导体器件衬底；半导体器件衬底表面具有互连层；

步骤02：在半导体器件衬底表面的互连层上沉积一层牺牲层；

步骤03：在牺牲层上分出红外探测区域、导电梁区域和导电支撑孔区域；在导电支撑孔区域的牺牲层中刻蚀出支撑孔，同时在导电梁区域的牺牲层中刻蚀出沟槽；沟槽长度方向上的一端与支撑孔相交，且沟槽长度方向上的另一端与红外探测区域相交；

步骤04：在完成步骤03的半导体器件衬底上沉积导电材料和红外敏感材料层，所述导电材料和所述红外敏感材料层覆盖于所述沟槽侧壁和底部、所述支撑孔侧壁和底部、以及暴露的牺牲层表面；

步骤05：图案化所述导电材料和所述红外敏感材料层，形成红外探测区域的图案和所述导电支撑孔的图案，同时去除沟槽底部和沟槽顶部外侧的所述导电材料和所述红外敏感材料层，保留所述沟槽侧壁的所述导电材料和所述红外敏感材料层，从而在沟槽侧壁形成导电梁，在支撑孔中形成导电支撑孔；

步骤06：采用释放工艺，释放掉所有的牺牲层。

5.根据权利要求4所述的小尺寸红外传感器结构的制备方法，其特征在于，所述步骤03中，采用大马士革工艺来刻蚀牺牲层，从而得到具有阶梯状侧壁的接触孔和沟槽。